Fysiikan oppikirja/Mittaaminen

Tieteellinen tutkimus

Tiede jaetaan tiedon laadun perusteella kahteen ryhmään: reaalitieteisiin ja käsitteellisiin tieteisiin. Reaalitieteet jaetaan usein luonnontieteisiin, humanistisiin tieteisiin eli ihmistieteisiin sekä yhteiskuntatieteisiin. Käsitteellisiin tieteisiin sisältyy matematiikka ja logiikka.

Luonnontieteiden pohjana pidetään luonnontieteellistä menetelmää. Hermeneutikot pitävät sen lisäksi pätevänä hermeneuttista menetelmää.

Yksi tieteenfilosofian kysymyksiä on, kuinka erilaisia luonnontieteet ja ihmistieteet loppujen lopuksi ovat. Realistisen käsityksen mukaan molemmissa voidaan vedota syysuhteellisiin (kausaalisiin) syihin, vaikka vain jälkimmäisessä on toimijoiden omilla käsityksillä merkitystä.

Tieteellinen tutkimus jakautuu perustutkimukseen ja soveltavaan tutkimukseen. Perustutkimus tavoittelee tietoa, josta ei välttämättä ole suoraan käytännöllistä hyötyä. Soveltava tutkimus yrittää saavuttaa perustutkimuksen antaman tiedon avulla tietoa jotakin käytännöllistä tavoitetta varten. Lisäksi voidaan vielä erottaa kehittämistyö, joka perustuu tutkimustuloksiin ja pyrkii kehittämään uusia tai parempia välineitä, menetelmiä tai palveluja.

Tutkimuksen päätyypit ovat laadullinen eli kvalitatiivinen ja määrällinen eli kvantitatiivinen tutkimus. Laadullinen tutkimus tutkii asioita laadullisesti. Määrällinen tutkimus mittaa asioiden määrää tai suuruutta. Sen etuna on, että tuloksia voidaan käsitellä matemaattisesti.

Mittaamisen perusteet

Immanuel Kantin mukaan asia on sitä enemmän tiedettä, mitä enemmän se perustuu matematiikkaan. Myös filosofi Benedict de Spinoza oli samaa mieltä. Hänen mielestään ilman matematiikkaa ihminen olisi tuomittu ikuiseen pimeyteen.

Matematiikka luo perusteet muille tieteille, esimerkiksi fysiikan alalla todellisuuden mallintamiselle ja siihen taas voivat perustua käytännöllisemmät insinööritieteet. Tällä tavalla ymmärrettynä matematiikka on mm. kaiken teknologian takana tai sen ylempi taso. Matematiikka, tiede ja tekniikka liittyvät siis toisiinsa. Tämän rakennelman mukaan uusi matematiikka ennakoi uusia tieteen aloja ja edelleen uutta teknologiaa. Jälkimmäisestä esimerkkinä käy George Boolen kehittämä Boolen algebra, digitaalitekniikka ja tietokoneet.